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        半剛性基層瀝青路面連續(xù)施工工藝

        2019-05-21 04:53:34張麗娜
        關(guān)鍵詞:瀝青路面

        張麗娜

        摘 要:瀝青路面是我國(guó)高等級(jí)公路的常見路面結(jié)構(gòu)類型之一,施工效果良好。但在實(shí)踐應(yīng)用中仍存在諸多問題,如路面裂縫等。為有效阻止瀝青路面裂縫產(chǎn)生,該文以2段施工段進(jìn)行對(duì)比分析,經(jīng)施工檢測(cè)可見,摻抗裂縫劑半剛性基層瀝青路面連續(xù)施工工藝路段壓實(shí)度在高于98 %,抗剪強(qiáng)度為0.81 MPa,拉拔強(qiáng)度為0.06 MPa,上述各值均高于傳統(tǒng)施工工藝路段,由此可見,該施工法可有效提升施工效率,施工效果良好,具有可行性。

        關(guān)鍵詞:半剛性基層;瀝青路面;連續(xù)施工工藝

        中圖分類號(hào):U416 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

        改革開放40年,我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展,大量基礎(chǔ)設(shè)施如雨后春筍般不斷涌現(xiàn),公路工程作為連接區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要紐帶,在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。為進(jìn)一步完善公路網(wǎng),必須重視公路路面施工工藝,瀝青路面是我國(guó)公路路面工程施工的主要形式之一,此類路面路用性能良好,但在具體施工中,仍有諸多問題尚未攻克,尤其是傳統(tǒng)半剛性基層瀝青路面施工方法仍存在極大缺陷,在施工中因機(jī)械設(shè)備碾壓等問題,極易損壞半剛性基層。為有效解決此類問題,必須規(guī)范施工工藝,根據(jù)多年工作經(jīng)驗(yàn),筆者認(rèn)為可選擇連續(xù)施工工藝,從施工方法更具優(yōu)勢(shì),可有效提升施工質(zhì)量,延長(zhǎng)路面工程使用壽命。

        1 工程概況

        某公路工程總長(zhǎng)度107.403 km,為雙向6車道,路基寬度33.5 m。且有未篩分碎石墊層設(shè)于挖方路段或填土高度在2.5 m以下的填方路段,厚度為15 cm。為保證施工質(zhì)量,現(xiàn)選取K60+000~K60+300段為試驗(yàn)段,該路段分2段進(jìn)行施工對(duì)比分析,傳統(tǒng)施工工藝可用于K60+000~K60+100段;水泥穩(wěn)定碎石基層材料結(jié)合抗裂縫劑(6%)施工工藝可用于k60+100~k60+300段,瀝青路面施工可選用基、面層連續(xù)施工工藝。根據(jù)具體施工情況,為了解連續(xù)施工法的施工效果,決定針對(duì)上述2段進(jìn)行對(duì)比分析,可通過規(guī)范連續(xù)施工工藝,完善施工流程及試驗(yàn)檢測(cè),進(jìn)一步推進(jìn)工程建設(shè)持續(xù)、健康發(fā)展。

        2 半剛性基層瀝青路面連續(xù)施工工藝

        隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,我國(guó)交通道路網(wǎng)基本完善,公路工程作為我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重點(diǎn),如何提升工程質(zhì)量成了關(guān)鍵。半剛性基層在瀝青路面應(yīng)用較多,通過連續(xù)施工法可有效提升工程質(zhì)量,推進(jìn)施工進(jìn)度,大大提升工程效率。為保證施工質(zhì)量,必須規(guī)范施工工藝,具體如下:

        2.1 拌和施工

        根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)具體情況,可選用WBC-500水泥穩(wěn)定土拌和機(jī)進(jìn)行拌和施工,所需設(shè)備數(shù)量為3臺(tái),要求在施工前完成拌和設(shè)備安裝、調(diào)試工作。因水泥穩(wěn)定碎石料,需摻加6 %抗裂縫劑,需設(shè)置道路抗裂縫劑裝置,通過轉(zhuǎn)速對(duì)抗裂縫劑添加量進(jìn)行合理控制。

        2.2 基礎(chǔ)混合料運(yùn)輸及攤鋪

        因試驗(yàn)路段和拌和站之間的距離較遠(yuǎn),約8 km左右,為保證供料不間斷,可合理確定運(yùn)輸車輛數(shù)量,該工程選用20 t自卸車共6輛。同時(shí),應(yīng)清理干凈運(yùn)料車輛車廂,避免車廂底部有積水。待混合料合格后,即可向施工現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)送,避免水分蒸發(fā)過快,影響壓實(shí)度。如混合料出現(xiàn)結(jié)團(tuán)、離析現(xiàn)象,則不得使用。

        攤鋪施工前,需對(duì)熨平板下方墊木進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整,保證熨平板標(biāo)高與設(shè)計(jì)規(guī)定相符。施工時(shí),每間隔10 m即需對(duì)攤鋪面標(biāo)高、坡度進(jìn)行一次檢測(cè),且保證連續(xù)、均速前行。以梯隊(duì)形式由3臺(tái)攤鋪機(jī)同時(shí)施工,要求速度、攤鋪厚度、路拱坡度、平整度等均一致,保證攤鋪過程中接縫平整,無凹凸現(xiàn)象,相鄰兩幅搭接寬度為10 cm~20 cm,前后2臺(tái)設(shè)備的安全距離最低為10 m,最高不得超過20 m。

        2.3 基層混合料碾壓施工

        基層混合料碾壓施工時(shí),需選用科學(xué)的碾壓方式,且合理控制碾壓遍數(shù),具體施工要求為“1遍靜壓-1遍小振-2遍大振-1遍小振-1遍靜壓”,共碾壓6遍,保證壓實(shí)度滿足設(shè)計(jì)要求。施工過程中,以50 m~80 m控制碾壓長(zhǎng)度,要求碾壓段分層明確,且設(shè)置明顯標(biāo)識(shí)。同時(shí),還應(yīng)嚴(yán)控碾壓速度,一般每小時(shí)控制在1.5 km~2.0 km,碾壓直線段時(shí),應(yīng)按照從邊緣至中間的順序施工;而平曲線段超高段,應(yīng)按照從內(nèi)側(cè)向外側(cè)施工。相鄰兩碾壓段重疊寬度為1/2輪寬,保證均勻碾壓。

        碾壓施工中,應(yīng)重視水泥初凝時(shí)間,要求在水泥初凝時(shí)間內(nèi)完成整個(gè)施工過程,保證符合壓實(shí)度要求,待無顯著輪跡之后,即可停止施工,此時(shí)需對(duì)壓實(shí)度進(jìn)行及時(shí)檢測(cè)。因抗裂縫劑摻加到水泥穩(wěn)定碎石材料內(nèi),將延長(zhǎng)水泥終凝時(shí)間,為此,可在94 %~96 %合理控制基層壓實(shí)度。

        2.4 瀝青面層攤鋪及碾壓

        連續(xù)施工工藝應(yīng)用中,所需攤鋪機(jī)械為2臺(tái),其中一臺(tái)為12 m攤鋪寬度,另一臺(tái)可自動(dòng)伸縮調(diào)寬。可調(diào)寬機(jī)械需設(shè)置可調(diào)活動(dòng)平板,在特殊情況下需加熱熨平板。壓路機(jī)為4臺(tái)雙驅(qū)雙振鋼輪壓路機(jī)與2臺(tái)重型輪胎壓路機(jī)。

        2.4.1 攤鋪施工

        攤鋪前1 h需預(yù)熱熨平板,溫度控制在135 ℃以上,從而消除熨平板和混合料間的溫差,避免熨平板底面冷黏瀝青混合料,出現(xiàn)拉溝、裂紋問題。根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)具體情況,可在每分鐘3 m~4 m間控制攤鋪速度,嚴(yán)禁忽快忽慢,需連續(xù)、均勻進(jìn)行施工。

        2.4.2 碾壓施工可分3階段進(jìn)行,即初壓、復(fù)壓及終壓

        初壓:初壓也被稱為穩(wěn)壓,攤鋪后,在高溫下開始初壓施工,一般可選用鋼筒式壓路機(jī)進(jìn)行施工,碾壓順序?yàn)橛赏庵羶?nèi),碾壓段重疊寬度為1/2輪寬。為避免混合料出現(xiàn)推移等情況,嚴(yán)禁在施工過程中急轉(zhuǎn)彎、急掉頭,同時(shí)應(yīng)保證施工的連續(xù)性。

        復(fù)壓:初壓完成后,即可進(jìn)行復(fù)壓施工,根據(jù)施工要求,可選用2種壓路機(jī)組合施工,即13 t雙輪振動(dòng)壓路機(jī)及25 t輪胎壓路機(jī)。碾壓遍數(shù)控制在8遍以上,以低頻振動(dòng)碾壓為主。

        終壓:為保證面層平整度,需消除碾壓輪跡,終壓的主要目的即消除明顯輪跡。針對(duì)微裂縫可選用膠輪壓路機(jī)收面處理。終壓后要求溫度控制在110 ℃。

        瀝青面層通過振動(dòng)碾壓,局部混合料將被嵌擠至基層,從而產(chǎn)生基面層前鎖作用,接觸面相互交錯(cuò),從而增大層間摩阻力。為此,鋪筑試驗(yàn)段時(shí)無需基層養(yǎng)護(hù),可縮短工期,節(jié)省成本。

        3 試驗(yàn)段檢測(cè)分析

        完成各道施工工序后,保證碾壓質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求,即可對(duì)基層含水量、壓實(shí)度等參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè),通過試驗(yàn)檢測(cè)可充分掌握試驗(yàn)段施工質(zhì)量情況,可及時(shí)找出施工問題,采取措施進(jìn)行處理。

        3.1 檢測(cè)基層含水量及壓實(shí)度

        通過鉆芯機(jī)對(duì)施工后3 d、5 d、7 d進(jìn)行鉆芯取樣,分別檢測(cè)基層的含水量與壓實(shí)度,并通過試驗(yàn)檢測(cè)路用性能,如表面彎沉、構(gòu)造深度及平整度等。按照具體檢測(cè)數(shù)據(jù),對(duì)上述2種施工工藝的使用性能進(jìn)行分析對(duì)比,并檢驗(yàn)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。根據(jù)工程施工要求,基層含水量可通過無核密度儀檢測(cè)。

        經(jīng)檢測(cè)可知,基層強(qiáng)度和養(yǎng)護(hù)階段含水量關(guān)系密切,所有樁號(hào)基層含水量變化不大,浮動(dòng)范圍僅在0.2 %~1.0 %。7 d內(nèi)含水量與攤鋪?zhàn)罴押炕鞠嗨?,具有良好的養(yǎng)生環(huán)境。傳統(tǒng)路面施工,攤鋪基層后,需進(jìn)行養(yǎng)護(hù)灑水,一般周期為7 d,這樣在基層養(yǎng)護(hù)周期內(nèi)極易因養(yǎng)護(hù)灑水周期性變化出現(xiàn)基層材料濕度改變現(xiàn)象,特別是在外部較高氣溫的環(huán)境下,路表水分將快速被蒸發(fā),收縮應(yīng)力過大的情況下將導(dǎo)致路表出現(xiàn)收縮裂縫。相比傳統(tǒng)路面施工,連續(xù)施工工藝須在攤鋪基層上立即攤鋪瀝青面層,人為地隔開基層和外部環(huán)境,導(dǎo)致基層水分不會(huì)因外部環(huán)境的改變,出現(xiàn)任何變化,這種情況下基層所處環(huán)境相對(duì)較為穩(wěn)定,從而降低基層干縮裂縫產(chǎn)生率。

        通過壓實(shí)度結(jié)果可見,為94 %~96 %壓實(shí)度時(shí)進(jìn)行面層攤鋪、碾壓,一般基層最終壓實(shí)度都會(huì)在98 %以上,與施工規(guī)定相符,由此可見在基層連續(xù)施工工藝具有可行性。

        3.2 基、面層間黏結(jié)強(qiáng)度的對(duì)比檢測(cè)分析

        當(dāng)路面基層壓實(shí)度及含水量滿足設(shè)計(jì)要求的情況下,為保證工程質(zhì)量,可對(duì)其層間黏結(jié)強(qiáng)度進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè),該文選用剪切試驗(yàn)與拉拔試驗(yàn)進(jìn)行分析,具體試驗(yàn)情況如下:

        3.2.1 剪切試驗(yàn)

        剪切試驗(yàn)是指在剪切作用下對(duì)材料的抗力性能進(jìn)行測(cè)定,是材料機(jī)械性能試驗(yàn)的主要方式。通過鉆芯取樣取出圓柱體試件,尺寸為10 cm×10 cm,通過室內(nèi)剪切試驗(yàn)對(duì)該試件最大剪切強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)估。通過分析可見,常規(guī)實(shí)驗(yàn)方法鋪筑的試驗(yàn)路取芯試件具有較為明顯的光滑基面層間界面,咬合緊致性不足。當(dāng)半剛性基層摻加適量抗裂縫劑后實(shí)施的連續(xù)施工工藝試驗(yàn)段,經(jīng)取芯發(fā)現(xiàn),基面層成為一體,且表面密實(shí)度良好,咬合緊致,相互間存在15 cm陷入深度。通過測(cè)定取芯試件層間抗剪強(qiáng)度可得,0.81 MPa為摻抗裂縫劑半剛性基層連續(xù)施工工藝試件層間抗剪強(qiáng)度,相比常規(guī)施工法,增加0.23 MPa,增加幅度為39.7 %。由此可見,在路面層間黏結(jié)強(qiáng)度方面,摻抗裂縫劑半剛性基層連續(xù)施工工藝提升效果顯著,能夠有效增強(qiáng)層間抗剪強(qiáng)度,避免產(chǎn)生裂縫。

        3.2.2 拉拔試驗(yàn)

        圓柱型試件通過鉆芯取樣獲得,經(jīng)鉚具夾緊后,通過液壓式萬能試驗(yàn)機(jī)做拉拔試驗(yàn),對(duì)各類拉拔應(yīng)力水平進(jìn)行測(cè)定。經(jīng)試驗(yàn)可見,當(dāng)25 ℃為拉拔試驗(yàn)溫度時(shí),以10 mm/min為加載速率的情況下,得出0.06 MPa為拉拔強(qiáng)度。

        4 結(jié)語

        綜上所述,隨著公路建設(shè)規(guī)模的進(jìn)一步擴(kuò)大,瀝青路面作為我國(guó)公路工程路面結(jié)構(gòu)的主要類型,其應(yīng)用也愈加廣泛。在公路工程建設(shè)事業(yè)快速發(fā)展的同時(shí),受行車荷載及自然因素的長(zhǎng)期影響,瀝青路面也面臨著早期病害問題,如裂縫等。為有效提升路面抗裂能力,可適當(dāng)添加抗裂縫劑從而增強(qiáng)瀝青混合料的路用性能,且通過連續(xù)施工工藝,進(jìn)一步提高工程質(zhì)量,推進(jìn)公路工程建設(shè)事業(yè)發(fā)展,實(shí)現(xiàn)公路工程經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。

        參考文獻(xiàn)

        [1]張文義.半剛性基層瀝青路面綜合抗裂技術(shù)分析[J].山西建筑,2016(31):171-173.

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